СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ОСАДКА Российский патент 2017 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании способов и датчиков контроля толщины осадка в осадкообразующих жидкостях.

Известен способ контроля толщины осадка и датчик для его реализации, содержащий электроды, погружаемые в сосуд с жидкостью, включенные в схему измерения емкости между этими электродами, при этом электроды выполнены в виде плоских гребенок, нанесенных па плоское диэлектрическое основание, устанавливаемое на дне сосуда (А.с. СССР №309229, заявка №1409792/25-28 от 27.11.1970, МПК: G01b 7/34 - прототип).

Способ реализуется следующим образом. Датчик погружается в сосуд с жидкостью, образующей осадок, и включается в схему измерения емкости между электродами. Осадок, в виде тонкого слоя покрывающий основание датчика, приводит к изменению емкости между электродами, нанесенными на это основание. Баланс схемы измерения емкости нарушается, и на выходе ее появляется электрический сигнал, соответствующий контролируемой толщине осадка.

Основным недостатком указанного способа является недостаточно высокая точность измерения, связанная с наличием краевого эффекта при изменении емкости датчика.

Задачей изобретения является создание способа контроля толщины осадка, позволяющего уменьшить влияние емкости других тел на изменение емкости рабочего тела конденсатора, что позволит нивелировать краевой эффект и, тем самым, повысить точность измерений.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном способе контроля толщины осадка, основанном на изменении емкости датчика при увеличении толщины осадка и заключающемся в размещении в сосуде с жидкостью, образующей осадок, предварительно оттарированного датчика контроля толщины осадка, содержащего электроды, выполненные в виде двух плоских гребенок, имеющих зубья и основание в виде плоских прямоугольников, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание, при этом зубья одной гребенки входят в зазоры между зубьями второй гребенки с образованием равномерно чередующихся зубьев и зазоров между ними, причем ширина зазора между зубьями равна ширине зуба, согласно изобретению с двух диаметрально расположенных углов датчика устанавливают дополнительные электроды таким образом, что на каждом упомянутом углу размещается по меньшей мере два плоских Г-образных электрода, причем внутренний Г-образный электрод образуют зубом и основанием соответствующей плоской гребенки, при этом потенциал дополнительных электродов обеспечивают по величине и знаку равным потенциалу вблизи расположенного электрода, образующего гребенку.

В варианте применения способа зазоры между дополнительными электродами выполняют равными зазорам между зубьями гребенки.

В варианте применения способа зазоры между дополнительными электродами и дополнительными электродами и зубьями гребенки выполняют равными зазорам между зубьями гребенки.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид предложенного датчика, на фиг. 2 - датчик в емкости с осадкообразующей жидкостью, на фиг. 3 - распределение линий поля при наличии краевого эффекта без дополнительных электродов, на фиг. 4 - распределение линий поля без краевого эффекта с дополнительными электродами.

Предложенный способ может быть реализован при помощи датчика контроля толщины осадка, имеющего следующую конструкцию.

Датчик контроля толщины осадка содержит электроды, выполненные в виде двух плоских гребенок 1 и 2, имеющих зубья 3 и 4 соответственно и основание в виде плоских прямоугольников 5 и 6, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание 7 датчика. Зубья 3 одной гребенки входят в зазоры между зубьями 4 второй гребенки с образованием равномерно чередующихся зубьев и зазоров 8 между ними. Ширина зазора 8 между зубьями равна ширине зуба 3 или 4. С двух диаметрально расположенных углов датчика установлены дополнительные электроды 9 и 10 таким образом, что на каждом упомянутом углу располагается по меньшей мере два плоских Г-образных электрода, при этом внутренний Г-образный электрод образован зубом и основанием соответствующей плоской гребенки. Силовые линии электрического поля дополнительных электродов направлены от рабочего электрода в бесконечность и ко второму Г-образному электроду, расположенному рядом. Таким образом, дополнительные электроды, не взаимодействуй с основными электродами, блокируют воздействие внешних электрических полей.

Предложенный способ может быть реализован при помощи указанного датчика контроля толщины осадка следующим образом.

Датчик погружают в сосуд 11 с жидкостью, образующей осадок, и включают в схему измерения емкости между электродами (не обозначена и не показана).

Осадок 12, в виде тонкого слоя покрывающий плоское диэлектрическое основание 7 датчика, приводит к изменению емкости между электродами, выполненными в виде двух плоских гребенок 1 и 2, имеющих зубья 3 и 4 соответственно и основание в виде плоских прямоугольников 5 и 6, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание 7 датчика. Баланс схемы измерения емкости нарушается, и на выходе ее появляется электрический сигнал, соответствующий контролируемой толщине осадка. Дополнительные электроды 9 и 10 имеют потенциал, по величине и знаку равный потенциалу вблизи расположенного электрода, образующего гребенку. За счет того, что силовые линии электрического поля дополнительных электродов направлены от рабочего электрода в бесконечность и ко второму Г-образному электроду, расположенному рядом, блокируется воздействие внешних электрических полей.

Использование предложенного технического решения позволит создать датчик контроля толщины осадка, позволяющий исключить краевой эффект и, тем самым, повысить точность измерений.

Использование: для контроля толщины осадка в осадкообразующих жидкостях. Сущность изобретения заключается в том, что способ контроля толщины осадка основан на изменении емкости датчика при увеличении толщины осадка и заключается в размещении в сосуде с жидкостью, образующей осадок, предварительно отпарированного датчика контроля толщины осадка, содержащего электроды, выполненные в виде двух плоских гребенок, имеющих зубья и основание в виде плоских прямоугольников, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание, при этом зубья одной гребенки входят в зазоры между зубьями второй гребенки с образованием равномерно чередующихся зубьев и зазоров между ними, причем ширина зазора между зубьями равна ширине зуба, согласно изобретению с двух диаметрально расположенных углов датчика устанавливают дополнительные электроды таким образом, что на каждом упомянутом углу размещается по меньшей мере два плоских Г-образных электрода, причем внутренний Г-образный электрод образуют зубом и основанием соответствующей плоской гребенки, при этом потенциал дополнительных электродов обеспечивают по величине и знаку равным потенциалу вблизи расположенного электрода, образующего гребенку. Технический результат: обеспечение возможности уменьшения влияния емкости других тел на изменение емкости рабочего тела конденсатора, что, в свою очередь, обеспечивает возможность нивелировать краевой эффект и, тем самым, повысить точность измерений. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ контроля толщины осадка, основанный на изменении емкости датчика при увеличении толщины осадка и заключающийся в размещении в сосуде с жидкостью, образующей осадок, предварительно отпарированного датчика контроля толщины осадка, содержащего электроды, выполненные в виде двух плоских гребенок, имеющих зубья и основание в виде плоских прямоугольников, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание, при этом зубья одной гребенки входят в зазоры между зубьями второй гребенки с образованием равномерно чередующихся зубьев и зазоров между ними, причем ширина зазора между зубьями равна ширине зуба, отличающийся тем, что с двух диаметрально расположенных углов датчика устанавливают дополнительные электроды таким образом, что на каждом упомянутом углу размещается по меньшей мере два плоских Г-образных электрода, причем внутренний Г-образный электрод образуют зубом и основанием соответствующей плоской гребенки, при этом потенциал дополнительных электродов обеспечивают по величине и знаку равным потенциалу вблизи расположенного электрода, образующего гребенку.

2. Способ контроля по п. 1, отличающийся тем, что зазоры между дополнительными электродами выполняют равными зазорам между зубьями гребенки.

3. Способ контроля по п. 1, отличающийся тем, что зазоры между дополнительными электродами и дополнительными электродами и зубьями гребенки выполняют равными зазорам между зубьями гребенки.